内容正文:
专题21 与圆有关的计算
1.会计算圆的弧长、扇形的面积
2.了解正多边形的概念及正多边形与圆的关系
考点1:正多边形
一、正多边形的概念
各边相等,各角也相等的多边形是正多边形.
注:
判断一个多边形是否是正多边形,必须满足两个条件:(1)各边相等;(2)各角相等;缺一不可.如菱形的各边都相等,矩形的各角都相等,但它们都不是正多边形(正方形是正多边形).
二、正多边形的重要元素
1.正多边形的外接圆和圆的内接正多边形
正多边形和圆的关系十分密切,只要把一个圆分成相等的一些弧,就可以作出这个圆的内接正多边形,这个圆就是这个正多边形的外接圆.
2.正多边形的有关概念
(1)一个正多边形的外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心.
(2)正多边形外接圆的半径叫做正多边形的半径.
(3)正多边形每一边所对的圆心角叫做正多边形的中心角.
(4)正多边形的中心到正多边形的一边的距离叫做正多边形的边心距.
3.正多边形的有关计算
(1)正n边形每一个内角的度数是;
(2)正n边形每个中心角的度数是;
(3)正n边形每个外角的度数是.
注:要熟悉正多边形的基本概念和基本图形,将待解决的问题转化为直角三角形.
三、正多边形的性质
1.正多边形都只有一个外接圆,圆有无数个内接正多边形.
2.正n边形的半径和边心距把正n边形分成2n个全等的直角三角形.
3.正多边形都是轴对称图形,对称轴的条数与它的边数相同,每条对称轴都通过正n边形的中心;当边数是偶数时,它也是中心对称图形,它的中心就是对称中心.
4.边数相同的正多边形相似。它们周长的比,边心距的比,半径的比都等于相似比,面积的比等于相似比的平方.
5.任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆
考点2:弧长
半径为R的圆中
360°的圆心角所对的弧长(圆的周长)公式:
n°的圆心角所对的圆的弧长公式:(弧是圆的一部分)
注:
(1)对于弧长公式,关键是要理解1°的圆心角所对的弧长是圆周长的,即;
(2)公式中的n表示1°圆心角的倍数,故n和180都不带单位,R为弧所在圆的半径;
(3)弧长公式所涉及的三个量:弧长、圆心角度数、弧所在圆的半径,知道其中的两个量就可以求出第三个量.
考点3:扇形
1.扇形的定义:
由组成圆心角的两条半径和圆心角所对的弧所围成的图形叫做扇形.
2.扇形面积公式
半径为R的圆中
360°的圆心角所对的扇形面积(圆面积)公式:
n°的圆心角所对的扇形面积公式:
注:
(1)对于扇形面积公式,关键要理解圆心角是1°的扇形面积是圆面积的,
即;
(2)在扇形面积公式中,涉及三个量:扇形面积S、扇形半径R、扇形的圆心角,知道其中的两个量就可以求出第三个量.
(3)扇形面积公式,可根据题目条件灵活选择使用,它与三角形面积公式有点类似,可类比记忆;
(4)扇形两个面积公式之间的联系:
.
考点4:圆锥侧面积
连接圆锥顶点和底面圆上任意一点的线段叫做圆锥的母线.
圆锥的母线长为,底面半径为r,侧面展开图中的扇形圆心角为n°,则
圆锥的侧面积,
圆锥的全面积.
注:
扇形的半径就是圆锥的母线,扇形的弧长就是圆锥底面圆的周长.
因此,要求圆锥的侧面积就是求展开图扇形面积,全面积是由侧面积和底面圆的面积组成的.
【题型1: 正多边形与圆】
【典例1】如图,半径为2的是正六边形的外接圆,则下列说法错误的是( )
A.点O是正六边形的中心 B.正六边形的边长是2
C.正六边形的中心角是 D.正六边形的边心距
1.刘徽在《九章算术注》中首创“割圆术”,利用圆的内接正多边形来确定圆周率,开创了中国数学发展史上圆周率研究的新纪元.某同学在学习“割圆术”的过程中,作了一个如图所示的圆内接正十二边形.若的半径为1,则这个圆内接正十二边形的面积为( )
A. B. C.3 D.
2.在一个圆的内接正多边形中,一条边所对的圆心角为,则该正多边形的一个外角的度数是 .
3.如图,已知点是半径为的上任意一点,以点为圆心,为半径做弧,交于点,以点为圆心,为半径做弧交于点,同上述作图方法逆时针做出点,,,依次连接,则这个多边形的周长为 .
4.如图,正六边形内接于.
(1)若P是上的动点,连接,,求的度数;
(2)已知的面积为,求的面积.
【题型2:弧长公式】
【典例2】如图,在半径为的中,弦于点.若,则的长为( )
A. B. C. D.
1.如图,,,两两不相交,且半径都是.则图中三个阴影扇形的弧长之和为( )
A. B. C. D.
2.一个扇形的半径是6,其圆心角是,则圆心角所对的弧长为 .
3.某款“不倒翁”(图1)的主视图是图2,分别与所在圆相切于点A,B.若该圆半径是,,则的长是